JPS6339601Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、レールと一体の磁気回路を構成する
導磁素子ならびにその先端、導磁素子の直下に設
けた磁気検出素子からなるレール検出部分を多数
レール面の長手方向と直角の方向に積層配列せし
めた事からなるレール位置検出部を一定の間隔を
設けてレールの踏面上の位置において測定用わく
台に固定、設置し、また測定用わく台と車体との
間に変換器を設置したことからなるレールの軌
間、左、右レールの通りを検出せしめる軌道検測
車用磁気式測定装置に関するものである。

従来、軌道検測車用測定装置としては、測定車
輪式、光学式、電磁渦流式等があり、測定車輪式
では高速における追従性の問題、光学式にあつて
は、積雪区間における測定不可能の問題、電磁渦
流式にあつては、レールの導電性に起因する測定
精度上の問題等、それぞれ一長、一短がある。

本考案は、上記欠点を除去するためのものであ
つて、強磁性体たるレールに伝わる磁力線の検知
により、全天候型のレール位置の検知装置を提供
するものである。

以下本考案の実施例を第１図〜第８図に従つて
具体的に説明する。

第１図ａは本考案を測定わくに取付けた状態を
示す平面図、第１図ｂは第１図ａのＡ−Ａ線に沿
つた断面図である。測定わく４はつり合いはり３
を介して測定台車に取付けられており（またはつ
り合いはり３が測定台車のはりの一部を構成して
おり）、測定用わく台５は支持材８を介して前記
測定わく４に弾性支持されている。さらに前記測
定用わく台５下部には、１対の検出部１が、レー
ル２の踏面と一定の間隔でその中心が基準状態に
おけるそれぞれのレールの中心に合致する位置に
固定されている。そして車両の運動に伴う測定用
わく台５の移動は、車体７に取付けられた変換器
６により、左右レールの通りの検出に必要となる
相対変位として検出される。

第２図は本考案の検出部の機構を示したもの
で、第１図ｂのＢ−Ｂ線に沿つた断面図である。
検出部１は、導磁素子９ならびに非磁性体の隔壁
１０を交互に、導磁素子９の先端がレール長手方
向と直角の方向にある角度（θ）を有するよう並
列に積層配列させ、前記導磁素子９のまわりに電
磁コイル（電磁コイル尾部端子１２、電磁コイル
先端部端子１３）を巻き、さらに前記導磁素子９
の先端端部の直下に一定間隔をおいて、ホール素
子または薄膜磁気抵抗素子等よりなる磁気検出素
子１１を、前記導磁素子９と１対１の対応となる
よう設け、全体をプラスチツク材１４等より固化
せしめ、非磁性材よりなるカバー１６でおおつた
構成となつている。また１５は検出部１の電磁コ
イルへの通電を制御する制御ユニツトであり、電
源１５′ならびにスイツチ１５″等から構成されて
いる。なお、前記導磁素子９の先端列をレールの
長手方向と直角な方向にある角度（θ）をもつて
配列したことにより、前記導磁素子９間の磁力線
の混乱をさけ精度を高めることを可能としてい
る。第３図は第２図Ｃ−Ｃ線に沿つた本考案によ
る検出部の断面図である。

導磁素子９は、中心線より左側に導磁素子番号
ｎが第１番目の導磁素子９ａから第（ｎ−１）番
目の導磁素子９ｂまで（ｎ−１）個配置され、中
心線上に第ｎ番目の導磁素子９ｃが配置され、そ
して中心線より右側に第（ｎ＋１）番目の導磁素
子９ｄから第（2n−１）番目の導磁素子９ｅま
で（ｎ−１）個が非磁性体の隔壁１０と交互に並
列に積層配列される。そして導磁素子９の直下に
わずかな間隔をあけて前記導磁素子９と１対１の
対応となるよう設けられた磁気検出素子１１が設
けられ、レール２の踏面２″に対峙している。導
磁素子９に誘起される磁力線はレール頭部の端部
２′において弱まり、その直上の磁気検出素子１
１の検知が限界となり、その外側では検知されな
い事となり、レール２の存在が否定される。

第４図は本考案の測定原理を示した図である。

電磁コイルにより励磁された導磁素子９とレー
ル２により構成される磁力線１７は、磁気検出素
子１１により検出され、その信号が検出・演算ユ
ニツト１８に送られ処理され、記録計１９に前記
検出・演算ユニツトの処理結果が記録される。

第５図ａは本考案で用いられる導磁素子の側面
図、第５図ｂは同じく正面図である。

導磁素子９は、レール２面に磁束を導くための
先端端部９′、尾部端部９″、本体９より成り、
コの字形状の強磁性体の薄板で構成されている。

第６図は本考案で用いられる導磁素子の他の実
施例を示す平面図である。

導磁素子９の先端端部９′をレールの長手方向
に対してある角度（θ）だけ曲げることにより、
導磁素子９間の間隔がレールの長手方向と直角な
方向にはδ−ｌ・cosθ（δ：レールの長手方向と
直角な方向の変位）となり、１／cosθ倍だけ精度
を高めることが可能となる。

第７図ａ，ｂは本考案の演算過程の説明図であ
る。

磁気検出素子１１がホール素子の時、出力は起
電力Ｖとして、また薄膜磁気抵抗素子の時、出力
は抵抗変化Ｒ／Ro（Ro：基準状態における抵抗）
として出力される。この様子は第７図ａに示す如
く、レールの左端において素子番号Ｎが第_i-1番
目の素子から感知し_i，_i+1番目の素子の順に出
力を増し、レールの右側において_j-1，_j，_j+1
番目の素子の順に出力を減ずる事となる。第７図
ｂはこの出力信号を検出・演算ユニツト１８の微
分回路に入力し処理した状態を示すもので、ピー
ク値たる_i番目の位置がレールの左端を、また_j
番目の位置がレールの右端の位置を示している。
よつて（_i＋_j）12番目の素子の位置がレール中
央の位置を示す事となる。このようにしてレール
中央の位置が検出される。

そこで左側レールにおけるレール中央の基準位
置からのずれ（狂い）は δ×（ｎ−_i＋_j／２）、 δ：第２図に示す磁気検出素子１１間の距離 と与えられる。右側レールにおける中央の基準位
置からのずれ（狂い）は同様に′をつけ δ′×（n′−_i′＋_j′／２）， で与えられる。一般にはδ＝δ′、ｎ＝n′とする。
このようにして第１図におけるレール中心間の距
離Ｌ（60Kgレールの新幹線では基準状態でＬ＝
1500mm）は実際には Ｌ＋δ×（ｎ−_i＋_j／２） ＋δ′×（n′−_i′＋_j′／２）＝L′ ……(1) として求められる。

ところで、従来から言われている軌間L″は新
幹線の場合、レール踏頂面下14mmの所２の水平
位置の値であり、L″＝1435mmである。そしてこ
の個所は第７図ｂにおけるＮ＝_iまたは_jとして
与えられる。よつて今第３図におけるレールを左
レールと考えれば素子番号Ｎ＝ｎの導磁素子をレ
ールの中心に合わせた時、素子番号Ｎ＝Fjの導磁
素子がレール踏面下14mmの位置２の水平位置を
与えることになる。

よつて左側レールにおけるレール内側、踏頂面
下14mmにおける水平位置の基準位置からのずれ
（狂い）は δ×（Fj−_j）， でまた同様に右側レールにおけるレール内側、踏
頂面下14mmにおける水平位置の基準位置からのず
れ（狂い）は素子番号Ｎ＝Fi′の導磁素子がそれ
に相当する基準位置をあらかじめ示しているとす
ると δ′×（Fi′−_i′）， で与えられる。よつて従来の軌間Ｌは L″＋δ×（Fj−_j） ＋δ′（Fi′−_i′）＝Ｌ …(2) として求められる。

このような計算が検出・演算ユニツト１８によ
つてて行われる。

第８図はこのような磁気式測定装置の接続を示
すブロツク図である。全体としてこのような左右
対称の検出部１を１対づつ有する台車が検出部間
隔を５ｍへだてて第１、第２、第３台車と３個が
１両の車両に固定装着される。そして検出・演算
ユニツト１８において各台車の右検出部からの３
個の情報ならびに３個の変換器６よりの測定わく
移動の情報を集めて通り右（右レールの10ｍ弦に
おける中央位置の変位）、左検出部からの３個の
情報ならびに３個の変換器６よりの情報を集めて
通り左を得ている。また軌間Ｌは第２台車のみに
よつて測定（測定値、式(1)のL′）される。

本考案による磁気式測定装置は、上記実施例に
より説明した構造になつているので、全天候にわ
たる精度の良い軌間、通り左、通り右の測定を行
う事ができる。また原理装置が非常に簡単のため
検査、修繕が極めて容易に行われるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の実施例を示したもので、第１図ａ
は測定装置を測定わくに取付けた状態を示す平面
図、第１図ｂは第１図ａのＡ−Ａ線に沿つた断面
図、第２図は第１図ｂのＢ−Ｂ線に沿つた断面
図、第３図は第２図Ｃ−Ｃ線に沿つた断面図、第
４図は本考案の測定原理を示す図、第５図ａは本
考案で用いられる導磁素子の側面図、第５図ｂは
同じく正面図、第６図は導磁素子の他の実施例を
示す平面図、第７図ａ，ｂは本考案の演算過程の
説明図、第８図は本考案の測定装置の接続を示す
ブロツク図である。 １……検出部、２……レール、３……つり合い
はり、４……測定わく、５……測定用わく台、６
……変換器、７……車体、８……支持材、９……
導磁素子、１０……非磁性体の隔壁、１１……磁
気検出素子、１２……電磁コイル尾部端子、１３
……電磁コイル先端部端子、１４……プラスチツ
ク材、１５……制御ユニツト、１５′……電源、
１５″……スイツチ、１６……非磁性カバー、１
７……磁力線、１８……検出・演算ユニツト、１
９……記録計。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 測定台車のつり合いはり３を介して取付けられ
   た測定わく４の下部に支持材８により弾性支持さ
   れた測定用わく台５を設け、該測定用わく台５の
   車両の運動に伴う移動を左右レールの通りの相対
   変位として検出する変換器６を車体７に取付ける
   とともに、コの字形状の強磁性体薄板よりなる導
   磁素子９ならびに非磁性体の隔壁１０を交互に、
   前記導磁素子９の先端がレール長手方向と直角の
   方向にある角度を有するよう並列に積層配列さ
   せ、前記導磁素子９のまわりに電磁コイルを巻
   き、さらに前記導磁素子９の先端端部９′の直下
   に一定間隔をおいてホール素子または薄膜磁気抵
   抗素子等よりなる磁気検出素子１１を、前記導磁
   素子９と１対１の対応となるよう設け、全体をプ
   ラスチツク材１４等により固化せしめ非磁性材よ
   りなるカバー１６でおおい、前記電磁コイルへの
   通電を制御する電源１５′およびスイツチ１５″等
   からなる制御ユニツト１５、磁気検出素子１１に
   より検出された信号を処理する検出・演算ユニツ
   ト１８、該検出・演算ユニツト１８の結果を記録
   する記録計１９を設けたことからなる１対の検出
   部１を、前記測定用わく台５の下部に、左右レー
   ルの踏面と一定の間隔で、基準状態における左右
   レールのそれぞれの中心と、前記検出部１の中心
   がそれぞれ合致する位置に取付けたことを特徴と
   する軌道検測車用磁気式測定装置。